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公開番号2021077711
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210520
出願番号2019201730
出願日20191106
発明の名称光モジュール
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01S 5/022 20210101AFI20210423BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】複数のレーザ光を混合して一つの混合光として出力する光モジュールにおいて、小型化を実現可能にする。
【解決手段】一実施形態に係る光モジュール1は、複数のレーザ光源10A,10B,10Cと、複数のレーザ光源から出力された複数のレーザ光の光路を反転させる光路反転部20と、光路反転部からの複数のレーザ光が入力され、複数のレーザ光を混合するための平面光波回路30と、を備え、複数のレーザ光源は、平面光波回路上に配置されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
複数のレーザ光源と、
前記複数のレーザ光源から出力された複数のレーザ光の光路を反転させる光路反転部と、
前記光路反転部からの前記複数のレーザ光が入力され、前記複数のレーザ光を混合するための平面光波回路と、
を備え、
前記複数のレーザ光源は、前記平面光波回路上に配置されている、
光モジュール。
続きを表示(約 520 文字)【請求項2】
前記光路反転部は、少なくとも一つの反射部材を有する、
請求項1に記載の光モジュール。
【請求項3】
前記少なくとも一つの反射部材は、プリズムまたは平面ミラーを有する、
請求項2に記載の光モジュール。
【請求項4】
前記光路反転部は、少なくとも一つのレンズを有する、
請求項2または請求項3に記載の光モジュール。
【請求項5】
前記少なくとも一つの反射部材は、曲面ミラーを有する、
請求項2に記載の光モジュール。
【請求項6】
温度を調整するための温度調整器を更に備え、
前記光路反転部および前記平面光波回路は、前記温度調整器上に配置されている、
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の光モジュール。
【請求項7】
前記光路反転部および前記平面光波回路を支持するための支持体と、
前記支持体に取り付けられ、前記複数のレーザ光源、前記光路反転部および前記平面光波回路を覆うカバーと、
を更に備える、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の光モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、光モジュールに関する。
続きを表示(約 5,500 文字)【背景技術】
【0002】
複数のレーザ光を混合して一つの混合光として出力する技術として、たとえば、特許文献1に記載されているように、複数の光導波路を有する平面光波回路を用いた技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
国際公開第2017/142076号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
レーザ光源から出力されるレーザ光は、通常、拡散している。そのため、特許文献1に記載されているような平面光波回路にレーザ光を効率的に入力するためには、レーザ光をレンズで集光する必要がある。したがって、平面光波回路で複数のレーザ光を混合する場合、複数のレーザ光源、複数のレンズ、および、平面光波回路を、複数のレーザ光源、複数のレンズ、および、平面光波回路の順に配置することが考えらえる。しかしながら、この場合、実装面積が大きくなるため、光モジュールが大型化する。
【0005】
本発明は、小型化を実現可能な光モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一実施形態に係る光モジュールは、複数のレーザ光源と、前記複数のレーザ光源から出力された複数のレーザ光の光路を反転させる光路反転部と、前記光路反転部からの前記複数のレーザ光が入力され、前記複数のレーザ光を混合するための平面光波回路と、を備え、前記複数のレーザ光源は、前記平面光波回路上に配置されている。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、小型化を実現可能な光モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、一実施形態に係る光モジュールの一例を示す斜視図である。
図2は、図1に示した光モジュールのカバーを外した状態を示す斜視図である。
図3は、図2に示した光モジュールの平面図である。
図4は、図2に示した光モジュールの側面図である。
図5は、光モジュールが備える平面光波回路の一例の平面図である。
図6は、変形例1に係る光モジュールの一例の斜視図である。
図7は、変形例2に係る光モジュールの一例の斜視図である。
図8は、変形例3に係る光モジュールの一例の斜視図である。
図9は、変形例4に係る光モジュールの一例の斜視図である。
図10は、変形例5に係る光モジュールの一例の斜視図である。
図11は、変形例5に係る光モジュールにおいてカバーを図示した場合の斜視図である。
図12は、変形例6に係る光モジュールの一例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
[本開示の実施形態の説明]
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
【0010】
一実施形態に係る光モジュールは、複数のレーザ光源と、前記複数のレーザ光源から出力された複数のレーザ光の光路を反転させる光路反転部と、前記光路反転部からの前記複数のレーザ光が入力され、前記複数のレーザ光を混合するための平面光波回路と、を備え、前記複数のレーザ光源は、前記平面光波回路上に配置されている。
【0011】
上記構成では、複数のレーザ光源から出力された複数のレーザ光は、光路反転部に入力され、光路反転部によって、複数のレーザ光の光路が反転する。そのため、複数のレーザ光源が、平面光波回路上に配置されていても、複数のレーザ光を平面光波回路に入力し、混合できる。複数のレーザ光源が、平面光波回路上に配置されていることから、光モジュールの小型化を図れる。
【0012】
前記光路反転部は、少なくとも一つの反射部材を有してもよい。これにより、複数のレーザ光の光路を反転できる。
【0013】
前記少なくとも一つの反射部材は、たとえばプリズムまたは平面ミラーを有し得る。上記少なくとも一つの反射部材がプリズムを有する場合、レーザ光源の下に配置された平面光波回路にレーザ光を入力し易い。上記少なくとも一つの反射部材が平面ミラーを有する場合、製造コストの低減を図れる。
【0014】
前記光路反転部は、少なくとも一つのレンズを有してもよい。これにより、複数のレーザ光の平面光波回路への結合効率を向上できる。
【0015】
前記少なくとも一つの反射部材は、たとえば曲面ミラーを有し得る。この場合、曲面ミラーでレーザ光の反射と集光を行えるので、部品点数を減らせる。
【0016】
一実施形態に係る光モジュールは、温度を調整するための温度調整器を更に備え、前記光路反転部および前記平面光波回路は、前記温度調整器上に配置されていてもよい。この場合、温度調整器上の各部品を温調することで、たとえ周囲の温度が変化したとしても、熱応力による部材の変形や位置ずれによって生じる結合効率の変化や、屈折率変化によって生じる平面光波回路の透過率変化などを抑制できる。
【0017】
一実施形態に係る光モジュールは、前記光路反転部および前記平面光波回路を支持するための支持体と、前記支持体に取り付けられ、前記複数のレーザ光源、前記光路反転部および前記平面光波回路を覆うカバーと、を更に備える。この場合、複数のレーザ光源、光路反転部および平面光波回路への異物の付着などを防止可能である。
【0018】
[本開示の実施形態の詳細]
本開示の光モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。説明中、「上」、「下」等の方向を示す語は、図面に示された状態に基づいた便宜的な語である。
【0019】
図1〜図4に示したように、一実施形態に係る光モジュール1は、第1のレーザ光源10A、第2のレーザ光源10B、第3のレーザ光源10C、光路反転部20および平面光波回路30を備える。光モジュール1は、第1のレーザ光源10A、第2のレーザ光源10Bおよび第3のレーザ光源10Cから出力される第1のレーザ光L1、第2のレーザ光L2および第3のレーザ光L3(図2参照)を混合し、その混合光L4(図4参照)を出力する光源装置である。光モジュール1は、たとえば、ウェアラブルデバイス、小型プロジェクタなどに適用され得る。光モジュール1は、支持体41、カバー42及び光路変更部50の少なくとも一つを備えてもよい。以下では、断らない限り、支持体41、カバー42及び光路変更部50を備えた形態を説明する。図2〜図4では、光モジュール1においてカバー42を省略した場合を図示している(図6〜図10および図12において同様)。
【0020】
支持体41は、第1〜第3のレーザ光源10A〜10C、光路反転部20および平面光波回路30を支持する部材である。支持体41は、たとえば、ステムである。支持体41は板状部材である。支持体41の材料の例は、Ni/Auめっきを施した鉄合金である。
【0021】
図1に示したように、カバー42は、支持体41に取り付けられている。カバー42の例は、キャップである。カバー42は、支持体41とともに、支持体41上に設けられた部品(第1〜第3のレーザ光源10A〜10C、光路反転部20および平面光波回路30等)を収容するパッケージ40を形成している。カバー42は、たとえば、溶接によって、支持体41に接合されている。カバー42は、たとえば、支持体41にハーメチックシールされ、パッケージ40内の部品を気密封止する。カバー42には、透過窓43が形成されている。透過窓43は、混合光L4を透過可能に形成されている。たとえば、透過窓43は、カバー42に形成された開口に混合光L4に対して透過性を有する窓部材(たとえば、樹脂からなる樹脂部材またはガラス部材)が嵌められることによって形成され得る。透過窓43は、レンズ機能を有してもよい。たとえば、透過窓43は混合光L4をその光軸上の点に集光する機能、または、混合光L4をコリメートする機能を有してもよい。
【0022】
図1〜図3に示したように、光モジュール1は、複数の導電部材44を有してもよい。導電部材44は、たとえばリードピンといった棒状部材である。複数の導電部材44は、支持体41の厚さ方向に支持体41と絶縁された状態で通されている。各導電部材44の一端は、パッケージ40内に突出している。複数の導電部材44は、上記パッケージ40内に収容された部品を、光モジュール1の外部の装置(または部品)に電気的に接続するための部材である。複数の導電部材44の数および配置は、上記パッケージ40内に収容された部品を外部接続可能に設定されている。
【0023】
第1〜第3のレーザ光源10A〜10Cは、第1〜第3のレーザ光L1〜L3を出力する。第1〜第3のレーザ光源10A〜10Cの例は、レーザダイオード(LD)である。第1〜第3のレーザ光源10A〜10Cは、LDチップでもよい。第1〜第3のレーザ光L1〜L3の波長領域は限定されないが、本実施形態において、第1〜第3のレーザ光L1〜L3の波長領域は、可視光の波長領域である。第1〜第3のレーザ光L1〜L3の波長は互いに異なる。たとえば、第1のレーザ光L1は、赤色、緑色および青色の何れかの色のレーザ光であり、第2のレーザ光L2は、赤色、緑色及び青色のうち第1のレーザ光L1の色以外の2つの色の何れかのレーザ光であり、第3のレーザ光はL3、赤色、緑色及び青色のうち第1,第2のレーザ光L1,L2の色以外の色のレーザ光である。赤色のレーザ光の発振波長の例は、波長610nm〜670nmである。緑色のレーザ光の発振波長の例は、波長500nm〜550nmである。青色のレーザ光の発振波長の例は、波長390nm〜420nmである。
【0024】
第1〜第3のレーザ光源10A〜10Cは、平面光波回路30の主面(表面)30a上に配置されている。第1〜第3のレーザ光源10A〜10Cは、それらの光軸が実質的に平行になるように、並列に配置されている。第1〜第3のレーザ光源10A〜10Cは、主面30a上に、たとえば、支持台11を介して配置されている。支持台11は、一つの部材でもよいし、多段構造を有してよい。図2〜図4では、第1支持台11aおよび第2支持台11bが積層された2段構造を有する支持台11を例示している。
【0025】
光路反転部20は、主面30aの法線n(図4参照)の方向(以下、「法線方向」と称す)からみた場合において、第1〜第3のレーザ光L1〜L3の光路(進行方向)を反転し、平面光波回路30に第1〜第3のレーザ光L1〜L3を入力する機能を有する。具体的には、光路反転部20は、第1〜第3のレーザ光源10A〜10Cから出力された第1〜第3のレーザ光L1〜L3を、第1〜第3のレーザ光源10A〜10C側(平面光波回路30側)に戻し、平面光波回路30に入力する。
【0026】
図2〜図4を利用して、光路反転部20の一例を説明する。
【0027】
光路反転部20は、第1のレンズ21A、第2のレンズ21B、第3のレンズ21Cと、少なくとも一つの反射部材と、を有する。本実施形態では、3の反射部材として、第1のプリズム22A、第2のプリズム22Bおよび第3のプリズム22Cを光路反転部20が有する形態を説明する。
【0028】
第1〜第3のレンズ21A〜21Cそれぞれは第1〜第3のレーザ光源10A〜10Cに対応して設けられている。第1〜第3のレンズ21A〜21Cは、第1〜第3のレーザ光L1〜L3を集光する。第1〜第3のレンズ21A〜21Cの集光点は、たとえば、後述する平面光波回路30の第1〜第3の入力ポート31a〜31c(図4および図5参照)である。第1〜第3のレンズ21A〜21Cは、主面30a上に配置されている。
【0029】
第1〜第3のプリズム22A〜22C(反射部材)は、第1〜第3のレーザ光L1〜L3を第1〜第3のプリズム22A〜22C内で反射することによって、第1〜第3のプリズム22A〜22Cに入力された第1〜第3のレーザ光L1〜L3の進行方向を180度反転させて出力する。
【0030】
本実施形態において第1〜第3のプリズム22A〜22Cは同じプリズムであることから、図4に示されている第3のプリズム22Cについて具体的に説明する。図4では、説明の便宜のため、導電部材44の図示を省略している。
(【0031】以降は省略されています)

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